14 grudnia 1940 roku przedstawiono lotnictwu pierwszą makietę samolotu. 17 lutego 1941 roku zostało złożone zamówienie na budowę trzech prototypów, lecz zmiany dokonywane w projekcie i oczekiwanie na silniki spowodowały 14-miesięczne opóźnienie i prototyp ukończono dopiero w listopadzie 1942 roku. Został on oblatany 27 grudnia 1942 roku w Kakamigahara. Kolejne prototypy oblatano w lutym i kwietniu następnego roku. Zamówiono następnie 17 samolotów przedseryjnych, a 2 grudnia 1943 roku skierowano samolot Ki-67 do produkcji seryjnej. Otrzymał on oficjalne oznaczenie w długim systemie: ciężki samolot bombowy Typ 4 i nazwę Hiryū (Lecący Smok). Pierwsze samoloty seryjne wyprodukowano w lutym 1944 roku.
Produkcja samolotu trwała w dwóch wytwórniach koncernu Mitsubishi, a od grudnia 1944 także w zakładach Kawasaki do końca wojny i łącznie wyprodukowano 697 egzemplarzy.
Na bazie Ki-67 opracowano ciężki samolot myśliwski Mitsubishi Ki-109, wyprodukowany w ilości 22 sztuk pod koniec wojny, które zostały specjalnie zaprojektowane do walki z B-29.
Opis Dwusilnikowy wolnonośny średniopłat o konstrukcji całkowicie metalowej, półskorupowej, z wolnonośnym klasycznym usterzeniem i chowanym podwoziem.